第4章 GPRS和EDGE基本原理和優(yōu)化

第4章GPRS和EDGE

基本原理2023/3/81第4章GPRS和EDGE基本原理4.1GPRS基本原理4.1.1GPRS的基本概念

GPRS（GeneralPacketRadioService）即通用無線分組業(yè)務(wù)，是疊加在GSM網(wǎng)絡(luò)并利用現(xiàn)有GSM系統(tǒng)資源來進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的GSM業(yè)務(wù)，與目前以電路模式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方式不同，它不需要給每個(gè)激活用戶一條專用GSM電路，它允許用戶在GSM網(wǎng)上以分組模式（共享電路），端到端的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

2023/3/82第4章GPRS和EDGE基本原理

只有當(dāng)真正的發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)才占用無線信道，并且這個(gè)信道可供小區(qū)內(nèi)所有的用戶共享。GPRS非常適合有大量突發(fā)性發(fā)送和接收數(shù)據(jù)需求的業(yè)務(wù)。一方面，每個(gè)用戶可以根據(jù)需要使用多個(gè)信道（最多8個(gè)），另一方面，同一信道又可以由多個(gè)用戶同時(shí)共享。GPRS理論上能提供9.05-171.2Kb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

2023/3/83第4章GPRS和EDGE基本原理圖4.1GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2023/3/84第4章GPRS和EDGE基本原理4.1.2GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能單元GPRS分四部分：移動(dòng)臺(tái)MS、基站子系統(tǒng)BSS、電路交換子系統(tǒng)（CSS）和分組交換子系統(tǒng)PSS（PSS-包括SGSN和GGSN），以下是需要新引進(jìn)的設(shè)備或節(jié)點(diǎn)。

2023/3/85第4章GPRS和EDGE基本原理1、手機(jī)支持GPRS手機(jī)現(xiàn)在有三種類型：（1）A類：數(shù)據(jù)通信，語音通信可以同時(shí)進(jìn)行；（2）B類：可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，也可以進(jìn)行語音通信，但不能同時(shí)進(jìn)行，同一時(shí)間只能進(jìn)行其中一種通信；（3）C類：只能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

目前市場(chǎng)上出售的大部分GPRS手機(jī)都是B類手機(jī)，并標(biāo)有3D1U字樣。2023/3/86第4章GPRS和EDGE基本原理2、基站BTS(BaseTrasceiverStation):負(fù)責(zé)無線信號(hào)的接收和發(fā)送。3、基站控制器BSC（BaseStationControler）

無線控制功能。4、包控制單元PCU（PacketControlUnit）是BSC新增硬件，愛立信產(chǎn)品是在BSC內(nèi)增加了一個(gè)獨(dú)立的機(jī)框，負(fù)責(zé)將BSC接收和發(fā)送信號(hào)打包/拆包，實(shí)現(xiàn)電路交換到分組交換的第一步轉(zhuǎn)換。

2023/3/87第4章GPRS和EDGE基本原理5、SGSN

ServiceGatewaySupportNode,業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，是GPRS系統(tǒng)的核心功能模塊。相當(dāng)于GSM中的MSC。6、GGSNGatewayGPRSSupportNode，GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，為用戶上網(wǎng)提供internet接口。2023/3/88第4章GPRS和EDGE基本原理4.1.3接口信令 （1）SIM與MS之間接口：Sm

（2）移動(dòng)臺(tái)與基站之間的接口Um，用來通過無線信道向MS提供分組業(yè)務(wù)。

（3）基站子系統(tǒng)與SGSN之間的接口：Gb，用于交換信令信息和用戶數(shù)據(jù)。 （4）SGSN與MSC/VLR之間的接口：Gs，用于SGSN與MSC/VLR配合實(shí)現(xiàn)諸如聯(lián)合位置更新、經(jīng)由GPRS進(jìn)行CS尋呼等功能。2023/3/89第4章GPRS和EDGE基本原理

（5）SGSN與短信中心接口：Gd接口，用于SGSN與短信中心之間傳送短消息。 （6）SGSN與HLR/AUC之間的接口：Gv,用于SGSN和HLR交換有關(guān)移動(dòng)臺(tái)位置和用戶數(shù)據(jù)的信息。 （7）GGSN與HLR/VUC之間的接口：Gc，用于當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起PDP上下文激活時(shí)，GGSN和HLR之間交換信息。

2023/3/810第4章GPRS和EDGE基本原理

（8）GSN之間的接口：Gn/Gp，包括傳輸平臺(tái)和信令平臺(tái)，傳輸平臺(tái)用于提供擁護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸隧道，信令平臺(tái)提供路徑管理、隧道管理、移動(dòng)性管理、位置管理的信令交換。

（9）計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)與GSN的接口：Ga，計(jì)費(fèi)信息和信令的傳遞。

（10）GSN與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的接口：Gi2023/3/811第4章GPRS和EDGE基本原理4.1.4GPRS的編碼方式

GRPS提供了4種編碼方式：CS1～CS4。 采用CS-1和CS-2信道編碼方案時(shí)，數(shù)據(jù)速率僅為9.05Kbit/s和13.4Kbit/s（包括RLC塊字頭）。但能夠保證實(shí)現(xiàn)小區(qū)的100%和90%覆蓋時(shí)，能滿足同頻道干擾C/I9dB要求。雖然CS-3和CS-4編碼方案數(shù)據(jù)速率較高為15.6Kbit/s和21.4Kbit/s（包括RLC塊字頭），它是通過減少和取消糾錯(cuò)比特?fù)Q取數(shù)據(jù)速率的提高。因此CS-3和CS-4編碼方案要求較高的C/I值。

2023/3/812第4章GPRS和EDGE基本原理表4.1不同編碼方式對(duì)比2023/3/813第4章GPRS和EDGE基本原理4.1.5GPRS主要業(yè)務(wù)及業(yè)務(wù)建立流程GPRS網(wǎng)絡(luò)目前主要承載四種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：

WAPoverGPRS業(yè)務(wù)MMSoverGPRS業(yè)務(wù)InternetoverGPRS業(yè)務(wù)企業(yè)接入業(yè)務(wù)2023/3/814第4章GPRS和EDGE基本原理1、GPRS網(wǎng)絡(luò)附著過程

圖4.2GPRS網(wǎng)絡(luò)附著過程2023/3/815第4章GPRS和EDGE基本原理(1)MS通過BSS和PCU向SGSN申請(qǐng)Attach(oldRAI,oldP_TMSI)請(qǐng)求。(2)新SGSN通過舊的RAI識(shí)別出舊SGSN并請(qǐng)求提供IMSI號(hào)碼。(3)如果舊SGSN存在MS數(shù)據(jù)則發(fā)送MS的IMSI和鑒權(quán)三元組到新SGSN。(4)如果舊SGSN不存在MS數(shù)據(jù)或與舊SGSN通信失敗，新SGSN則要求MS發(fā)送IMSI。(5)新SGSN根據(jù)MS的IMSI從HLR中獲得鑒權(quán)三元組數(shù)據(jù)。

2023/3/816第4章GPRS和EDGE基本原理

(6)新SGSN對(duì)MS進(jìn)行鑒權(quán)。(7)新SGSN發(fā)送Update_Location(IMSI,新SGSNGT地址)消息到HLR。(8)HLR發(fā)送Cancel_Location消息到舊SGSN刪除MS的登記信息。(9)HLR發(fā)送Update_Location的應(yīng)答消息到新SGSN并將用戶數(shù)據(jù)登記到該SGSN上。(10)如需要，新SGSN將通知用戶使用新的臨時(shí)標(biāo)識(shí)用于數(shù)據(jù)通信(P_TMSI和TLLI)。

2023/3/817第4章GPRS和EDGE基本原理2、PDP上下文激活過程(手機(jī)啟動(dòng))手機(jī)向SGSN申請(qǐng)PDP要求；SGSN驗(yàn)證其激活請(qǐng)求后將其申請(qǐng)APN送至DNS進(jìn)行解析獲得GGSN地址；SGSN將激活請(qǐng)求發(fā)送至相應(yīng)的GGSN；GGSN根據(jù)APN確定是否進(jìn)行鑒權(quán)或發(fā)起地址分配請(qǐng)求,同時(shí)為用戶生成PDP上下文數(shù)據(jù),并確定路由方式；如果需要,GGSN分配一個(gè)動(dòng)態(tài)PDP地址；SGSN向手機(jī)發(fā)送確認(rèn)消息。2023/3/818第4章GPRS和EDGE基本原理3、WAP業(yè)務(wù)和彩信業(yè)務(wù)

圖4.3WAP業(yè)務(wù)和彩信業(yè)務(wù)示意圖2023/3/819第4章GPRS和EDGE基本原理CMWAP是用戶通過GPRS上wap瀏覽網(wǎng)頁的APN，也是彩信發(fā)送所需要的APN。RADIUS是提供用戶號(hào)碼鑒權(quán)功能及發(fā)送計(jì)費(fèi)信息，主要用于CMWAP，放置于北京。當(dāng)RADIUS不正常時(shí)，會(huì)導(dǎo)致CMWAP使用異常。由于CMWAP激活和話務(wù)通道經(jīng)過的設(shè)備比較多，其中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題，都會(huì)導(dǎo)致使用異常。所以CMWAP是GPRS投訴比較多的業(yè)務(wù)之一。

說明：APN（AccessPointName），即“接入點(diǎn)名稱”，用來標(biāo)識(shí)GPRS的業(yè)務(wù)種類。2023/3/820第4章GPRS和EDGE基本原理

4、INTERNET業(yè)務(wù)

圖4.4INTERNET業(yè)務(wù)示意圖2023/3/821第4章GPRS和EDGE基本原理通過CMNET激活上INTERNET，是隨E卡用戶用得比較多的業(yè)務(wù)。CMNET的話務(wù)通道比較簡(jiǎn)單，業(yè)務(wù)相對(duì)比較穩(wěn)定。我們?cè)跍y(cè)試中使用FTP的上傳、下載，也是這種業(yè)務(wù)的應(yīng)用，是最主要的應(yīng)用。

2023/3/822第4章GPRS和EDGE基本原理5、GPRS功能的開啟開啟GPRS功能非常簡(jiǎn)單，只需要1條指令：

RLGSI：CELL=XXX；關(guān)閉GPRS功能指令：

RLGSE：CELL=XXX；

2023/3/823第4章GPRS和EDGE基本原理4.2EDGE基本原理4.2.1

EDGE的基本概念

EDGE（EnhancedDataRatesForGSMEvolution），可以理解為加強(qiáng)型GPRS。為了在現(xiàn)有蜂窩系統(tǒng)中提供更高的數(shù)據(jù)通信速率，EDGE引入了多電平調(diào)制方式——8PSK調(diào)制。這種調(diào)制方式能提供更高的比特率和頻譜效率，且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度屬于中等。

EGPRS定義了9種編碼、調(diào)制方案，并且采用了自適應(yīng)編碼、自適應(yīng)調(diào)制方式。2023/3/824第4章GPRS和EDGE基本原理1、GPRS與EGPRS的基本參數(shù)比較

GPRSEDGEModulationGMSKGMSK/8-PSKModulationbitrate207kb/s810kb/sRadiodataratepertimeslot22.8kb/s69.2kb/s編碼方式CS1~CS4MCS1~MCS9Userdataratepertimeslot20kb/s(CS4)59.2kb/s(MCS9)2023/3/825第4章GPRS和EDGE基本原理

GPRS與EDGE速率比較

圖4.5GPRS與EDGE速率比較2023/3/826第4章GPRS和EDGE基本原理3、硬件要求

目前能夠支持EDGE功能的基站硬件主要有微蜂窩RBS2308和宏蜂窩。RBS2206/2106，但是現(xiàn)網(wǎng)上大多數(shù)在用的設(shè)備都是RBS2202和微蜂窩RBS2302等，它們都不可以支持EDGE功能。對(duì)此，愛立信提出了解決方案：RBS2202在原來的基礎(chǔ)上通過硬件更換和軟件升級(jí)，可以支持EDGE功能而；RBS2302只能更換成RBS2308才能支持EDGE功能。4、數(shù)據(jù)制作

2023/3/827第4章GPRS和EDGE基本原理

4.2.3對(duì)原來RBS2202基站的改造更換新的DXU-21A；更換或增加一定數(shù)量的STRU。4.2.4軟件支持對(duì)RBS2202，基站軟件版本需升級(jí)為B3991R004F或以上；對(duì)RBS2206/2106和RBS2308，基站軟件版本需升級(jí)為B1922R002H或以上。2023/3/828第4章GPRS和EDGE基本原理4.2.5小區(qū)數(shù)據(jù)定義

RLDGI：CELL=XXX，CHGR=Y。定義多一個(gè)CHGR，這個(gè)CHGR是給EDGE專用的，這個(gè)CHGR的頻點(diǎn)必須是普通的頻點(diǎn)，因?yàn)镋DGE不支持EGSM頻點(diǎn)。

RLCFI：CELL=XXX，CHGR=Y，DCHNO=89；定義一個(gè)EDGE頻點(diǎn)，如果有兩2個(gè)EDGE載波，則需定義2個(gè)EDGE頻點(diǎn)。

RLBDC：CELL=XXX，CHGR=Y，NUMREQEGPRSBPC=Z；配置EDGEBPC，其數(shù)目Z與業(yè)務(wù)傳輸時(shí)隙相匹配。如果Z大于EDGE傳輸時(shí)隙個(gè)數(shù)，會(huì)出現(xiàn)上網(wǎng)不穩(wěn)定，甚至掉線的情況。2023/3/829第4章GPRS和EDGE基本原理4.2.6MO數(shù)據(jù)定義RXMOI：MO=RXOTG-100，COMB=HYB，RSITE=XXX，SWVER=B1922R002H，TRACO=POOL。

RBS2308、RBS2206的基站軟件版本是B1922R002H，RBS2202升級(jí)EDGE的軟件版本是B3991R004F。RXMOC：MO=RXOTRX-100-0，CELL=XXX，CHGR=0；每個(gè)載波必須連到固定的CHGR。RXMOI：MO=RXOTRX-100-3，TEI=3，DCP1=205，DCP2=206&&213，SIG=UNCONC；2023/3/830第4章GPRS和EDGE基本原理表4.3EDGE載波位置與DCP1和DCP2及TEI值的對(duì)應(yīng)關(guān)系TRUTEIDCP1DCP2TRU-00178179&&196TRU-11187188&&195TRU-22196197&&204TRU-33205206&&213TRU-44214215&&222TRU-55223224&&231TRU-66232233&&240以此類推下去······2023/3/831第4章GPRS和EDGE基本原理RXTCI：MO=RXOTG-100，CELL=XXX，CHGR=Y；將EDGE專用的CHGR與CELL，TG相連。RXAPI：MO=RXOTG-100，DEV=RBLT-13&&-20，DCP=13&&20，RES64K；定義EDGE的業(yè)務(wù)傳輸時(shí)隙。因?yàn)镋DGE的業(yè)務(wù)信道的速率是64KBIT/S，因此必須定義一定的傳輸時(shí)隙用來走EDGE的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，一個(gè)STRU最多需要8個(gè)64K業(yè)務(wù)時(shí)隙。 說明了一個(gè)EDGE載波最多能定義8個(gè)EDGE時(shí)隙，但如果不需要開啟這么多個(gè)EDGE時(shí)隙時(shí)，其他時(shí)隙可以當(dāng)作普通TCH使用。2023/3/8324.3EDGE無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化4.3.1網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估分析流程

圖4.6網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估分析流程2023/3/833第4章GPRS和EDGE基本原理4.3.2干擾性能分析1、信息來源（1）STS統(tǒng)計(jì)（RLC吞吐率,重傳,CS性能指標(biāo)等)；（2）DT測(cè)試數(shù)據(jù)(C/I,RLC吞吐率,信號(hào)強(qiáng)度等)；（3）網(wǎng)絡(luò)配置信息(參數(shù)設(shè)置，特性功能使用，小區(qū)規(guī)劃,etc)；（4）其他輔助工具(例如RNO的干擾測(cè)量記錄)。2023/3/834第4章GPRS和EDGE基本原理2、媒介干擾低吞吐率（EDGE和CS-3/4比CS-1/2更加敏感）。3、強(qiáng)干擾較差的小區(qū)重選性能；無線通信中斷（無線“掉話”）；Windowstalling（較多重傳）。

2023/3/835第4章GPRS和EDGE基本原理4、造成干擾的因素上行或下行網(wǎng)內(nèi)干擾——差頻率規(guī)劃；外部干擾；參數(shù)設(shè)置不合理——越區(qū)覆蓋，MS登陸“錯(cuò)誤”的小區(qū)；硬件故障；等等。2023/3/836第4章GPRS和EDGE基本原理5、干擾排除一致性檢查，正確設(shè)置參數(shù)及激活相關(guān)features；關(guān)注RLC吞吐率最壞的小區(qū)；是否達(dá)到“質(zhì)差”問題；如果CS業(yè)務(wù)同樣差的小區(qū)，對(duì)比RNO數(shù)據(jù)和STS來分析問題；等等。2023/3/837第4章GPRS和EDGE基本原理6、相關(guān)參數(shù)設(shè)置GPRSMS功率控制：ALPHA，GAMMA（不考慮質(zhì)量）；LA&CHCSDL(鏈路自適應(yīng)及初始編碼方式)；CRO，CRH（大的偏移和遲滯值可能增加干擾）；GSM的相關(guān)干擾控制參數(shù)，功率控制等；EDGE相關(guān)參數(shù)：LQCMODEDL，LQCMODEUL，EGPRSIRUL，LQCHIGHMCS，LQCDEFAULTMCSDL，LQCDEFAULTMCSUL，LQCUNACK。

2023/3/838第4章GPRS和EDGE基本原理4.3.3容量性能分析1、信息來源網(wǎng)絡(luò)容量配置（HW配置，參數(shù)設(shè)置，features的使用）；STS統(tǒng)計(jì)（GSL利用率，可用PDCH，信道共享）。

2023/3/839第4章GPRS和EDGE基本原理2、容量問題造成的影響(1)可用PDCH不足；①IP吞吐率低；②由于清空使得數(shù)據(jù)傳輸中斷；③根本沒有信道可服務(wù)。（2）高的PDCH共享因子IP吞吐率低。

2023/3/840第4章GPRS和EDGE基本原理（3）PCU容量受限；①GSL設(shè)備不足；②RPP擁塞。（4）CCCH擁塞；CS信令比PS優(yōu)先。（5）多時(shí)隙復(fù)用；①M(fèi)S能力（multislotclass）；②PSET的預(yù)留模式（是否有連續(xù)的信道）；（6）缺乏Abis資源；On-demandE/GPDCH分配失敗。2023/3/841第4章GPRS和EDGE基本原理3、影響PDCH容量的參數(shù)(1)GPRS參數(shù)

①FPDCH;②PDCHPREEMPT;③TBFxLLIMIT.(2)CS參數(shù)①SAS(Singleslotallocationstrategy);②FR/HRparameters③CLSparameters④SDCCHconfiguration⑤GPRSPRIO

2023/3/842第4章GPRS和EDGE基本原理4、PDCH容量的解決措施(1)CS話務(wù)均衡：①HCS，不同層小區(qū)盡量分開CS和PS業(yè)務(wù);②CLS，盡量分擔(dān)小區(qū)的CS話務(wù)出去;③Half-rate，開啟半速率解決擁塞問題。（2）SDCCH重配置：小區(qū)內(nèi)SDCCH信道集中在某載波上，使得空閑信道在PEST里面保持連續(xù)集中的;2023/3/843第4章GPRS和EDGE基本原理（3）GPRS參數(shù)優(yōu)化：①設(shè)置更多的FPDCH;②GPRSPROI和PDCHPREEMPT設(shè)置保護(hù)PDCH，盡少被清空。（4）增加新的TRU。

2023/3/844第4章GPRS和EDGE基本原理5、PCU容量的解決措施(1)參數(shù)PILTIMER的優(yōu)化：①設(shè)置較大時(shí)，空閑的On-demand信道保持時(shí)間更長(zhǎng)，更多的GSL被占用;②設(shè)置較小時(shí)，更多的On-demand信道被分配，頻繁分配造成CPU負(fù)荷高。(2)增加更多的RPP板：RPP擴(kuò)容。

2023/3/845第4章GPRS和EDGE基本原理(3)專用的信道是否在用？減少空閑的FPDCH數(shù)目。(4)TBFxLLIMIT參數(shù)優(yōu)化：①設(shè)置較大時(shí)，信道共享給更多用戶，導(dǎo)致數(shù)據(jù)帶寬變小;②設(shè)置較小時(shí)，需要分配更多的PDCH信道，造成RPP負(fù)荷高。

2023/3/846第4章GPRS和EDGE基本原理6、影響CCCH容量的參數(shù)（1）BCCHTYPE(SDCCH/8)；（2）IMSI或者TMSI尋呼；（3）保留模塊AGBLK；（4）尋呼周期的長(zhǎng)度MFRMS；（5）LA的規(guī)劃。2023/3/847第4章GPRS和EDGE基本原理7、CCCH容量的解決措施(1)使用TMSI尋呼---（TMSIPAR）；(2)重劃分LA/RA大小和邊界；(3)MFRMS參數(shù)調(diào)整：設(shè)置小可以減少尋呼拒絕次數(shù)。

2023/3/848第4章GPRS和EDGE基本原理4.3.4移動(dòng)性能分析1、信息來源DT測(cè)試數(shù)據(jù)：（1）小區(qū)重選時(shí)，耗時(shí)、信號(hào)質(zhì)量、鄰區(qū)信號(hào)強(qiáng)度等;STS統(tǒng)計(jì):

（2）RA/PCU之間或之內(nèi)的小區(qū)重選，緩沖器清空次數(shù)等;Gb接口數(shù)據(jù):

（3）用信令分析儀收集Gb接口的數(shù)據(jù)進(jìn)行小區(qū)重選分析。2023/3/849第4章GPRS和EDGE基本原理2、影響移動(dòng)性能的參數(shù)小區(qū)重選參數(shù)：CRO，CRH，PT，TO，ACCMIN。使用網(wǎng)絡(luò)輔助小區(qū)重選功能；NACCACT。

2023/3/850表4.4EDGE相關(guān)的BSC無線特性參數(shù)2023/3/851表4.5小區(qū)級(jí)相關(guān)的無線特性參數(shù)2023/3/852第4章GPRS和EDGE基本原理4.3.5優(yōu)化案例1、優(yōu)化案例1─PCU擁塞率優(yōu)化圖4.7CQG17B2PCU擁塞率(%)2023/3/853第4章GPRS和EDGE基本原理優(yōu)化措施:（1）BSC屬性參數(shù)PILTIMER值的修改，由20-10，緩解PCU的負(fù)荷工作；（2）解閉不合理閉掉的RPP設(shè)備，增加PCU容量，緩解BSCPCU擁塞嚴(yán)重的情況。（3）修改GPRS路由區(qū)的周期性更新時(shí)鐘（SGSN中的Reachable_timer），由之前的54分鐘改為70分鐘。（4）減少不必要的FPDCH信道。2023/3/854第4章GPRS和EDGE基本原理

(5)設(shè)備利用率：GSLUTIL/GSLSSCAN，PCU的GSL設(shè)備利用率；反映BSC的設(shè)備占用的重要指標(biāo)，可用作PCU擴(kuò)容的重要參考指標(biāo)；(6)可用設(shè)備數(shù)：GSLMAX/GSLSSCAN，以GPRS的16k的GSL設(shè)備為單位，BSC的能用的設(shè)備數(shù)（包括idle和busy的設(shè)備）；(7)設(shè)備利用率保持在75%以下為佳；

(8)

通過忙時(shí)